基于核心素養(yǎng)的初中物理演示實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新研究

摘要：隨著教育改革的實(shí)施，對(duì)初中物理教育提出新的要求，在學(xué)習(xí)教材知識(shí)的同時(shí)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，提高學(xué)生的邏輯思維能力。物理演示實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的重要部分，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)有重要的作用。本文分析了初中物理演示實(shí)驗(yàn)的意義以及當(dāng)前教學(xué)存在的問(wèn)題，探討如何基于核心素養(yǎng)的初中物理演示實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新。

關(guān)鍵詞：初中物理;演示實(shí)驗(yàn);核心素養(yǎng);創(chuàng)新研究

基于核心素養(yǎng)的初中物理教育，要求學(xué)生掌握必要的物理知識(shí)以及實(shí)踐操作能力，培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立科學(xué)的意識(shí)，提升學(xué)生的思維能力，為學(xué)生今后的發(fā)展打下基礎(chǔ)。在初中物理教學(xué)中，演示實(shí)驗(yàn)是很重要的一部分，可以提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力以及科學(xué)思維意識(shí)，是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的有效途徑。因此物理教學(xué)緊跟新課改潮流，不斷優(yōu)化教學(xué)理念和教學(xué)方式，演示實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中同樣需要?jiǎng)?chuàng)新，以提升學(xué)生的綜合能力。

一、 初中物理演示實(shí)驗(yàn)的意義

（一）讓學(xué)生熟練地掌握物理知識(shí)

物理演示實(shí)驗(yàn)可以幫助初中學(xué)生理解接受新的知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)還可以提高學(xué)生對(duì)已學(xué)知識(shí)進(jìn)行鞏固。演示實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)⒒\統(tǒng)的物理知識(shí)融入實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)物理教師對(duì)學(xué)生引導(dǎo)，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)踐、思考和討論，在獲取新的知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)鞏固已學(xué)的知識(shí)。

（二）活躍課堂氛圍，讓學(xué)生對(duì)物理更感興趣

演示實(shí)驗(yàn)是初中物理實(shí)驗(yàn)的重要部分，通過(guò)實(shí)踐操作參與到演示實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，可以激發(fā)學(xué)生好奇心，讓課堂變得更加生動(dòng)，讓課堂教學(xué)處于一個(gè)良好的氛圍，幫助學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中將抽象的物理知識(shí)理解透徹，提高學(xué)生對(duì)物理的興趣，更加喜歡物理課堂。

（三）培養(yǎng)學(xué)生觀察和理解能力

學(xué)生通過(guò)參與物理演示實(shí)驗(yàn)，提升觀察能力和對(duì)物理概念的理解能力，提高學(xué)生的邏輯思維能力，有效的幫助學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)，對(duì)提高物理水平有著極大的促進(jìn)作用。例如在學(xué)習(xí)光的色散這一章節(jié)時(shí)，通過(guò)三棱鏡將太陽(yáng)光分解“紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫”七種顏色，通過(guò)“自制彩虹”讓學(xué)生能夠具體地理解光的色散，加深對(duì)色散概念的理解。教師引導(dǎo)學(xué)生分析討論彩虹形成的原因，雨后的空氣非常濕潤(rùn)，含有很多的小水珠，水珠相當(dāng)于一個(gè)三棱鏡，陽(yáng)光照射在水珠上，發(fā)生色散從而形成彩虹。這個(gè)例子中，通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生觀察色散現(xiàn)象，對(duì)知識(shí)點(diǎn)深入理解，再延伸到彩虹以及形成的原因，提高了學(xué)生的觀察和理解能力。

（四）培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐操作的能力

物理演示實(shí)驗(yàn)中最重要的步驟是建立物理模型，物理模型是演示實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。在演示實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生在老師的指導(dǎo)下建立物理模型，通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)更好的理解物理知識(shí)。例如在學(xué)習(xí)摩擦力這一章節(jié)時(shí)，學(xué)生在物理老師的指導(dǎo)下建立物理模型，通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)了解摩擦力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)軌跡的改變。由此可見(jiàn)，通過(guò)建立物理模型，學(xué)生既能更清晰理解物理知識(shí)，同時(shí)也可以培養(yǎng)提高學(xué)生實(shí)踐操作的能力。

二、 初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題

（一）學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)興趣有待提升

初中時(shí)學(xué)生才開(kāi)始接觸物理這門(mén)學(xué)科，且學(xué)習(xí)物理需要具有一定的邏輯思維能力。一些基礎(chǔ)較差的學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解有限，學(xué)習(xí)效率很低，久而久之影響學(xué)習(xí)積極性，甚至因?yàn)閷W(xué)習(xí)成績(jī)的壓力對(duì)物理產(chǎn)生懼怕心理，所以，采用有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)法提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣顯得尤為重要。

（二）對(duì)物理知識(shí)掌握不夠全面

學(xué)生在物理學(xué)習(xí)過(guò)程中由于學(xué)習(xí)方法的問(wèn)題，對(duì)物理知識(shí)掌握不夠全面。學(xué)習(xí)物理知識(shí)需要良好的物理思維能力，方法得當(dāng)才能靈活掌握物理知識(shí)并合理運(yùn)用，提高物理基礎(chǔ)。一些學(xué)生對(duì)物理知識(shí)點(diǎn)理解不透徹，學(xué)習(xí)的方法以死記硬背為主，導(dǎo)致不能對(duì)物理知識(shí)融會(huì)貫通，增加了物理學(xué)習(xí)難度，物理基礎(chǔ)不能得到提升，從而影響學(xué)習(xí)積極性，達(dá)不到物理教學(xué)的目的。

（三）學(xué)生實(shí)踐操作能力不強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)創(chuàng)造性差

在物理教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)有著至關(guān)重要的作用，但是目前仍存在教師對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不重視的現(xiàn)象。上課時(shí)教師只對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行演示，讓學(xué)生通過(guò)觀察記錄了解實(shí)驗(yàn)過(guò)程，這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)忽視了學(xué)生的實(shí)踐操作能力，學(xué)生缺少實(shí)踐操作的機(jī)會(huì)，實(shí)踐操作能力嚴(yán)重不足，不能透徹地理解物理學(xué)知識(shí)，導(dǎo)致學(xué)生的核心素養(yǎng)難以提高。

（四）學(xué)校對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的投入不足

物理實(shí)驗(yàn)通過(guò)使用實(shí)驗(yàn)器材完成，但是當(dāng)前很多學(xué)校實(shí)驗(yàn)器材未更新，導(dǎo)致器材陳舊，不能被很好地利用于物理實(shí)驗(yàn)之中。物理實(shí)驗(yàn)教材內(nèi)容不能完全適應(yīng)學(xué)生學(xué)習(xí)的需求，如果物理教師不積極設(shè)計(jì)教案，實(shí)驗(yàn)方案沒(méi)有創(chuàng)新，不能很好地引起學(xué)生的好奇心，學(xué)生對(duì)演示實(shí)驗(yàn)的參與欲低，影響了演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量。

三、 基于核心素養(yǎng)的初中物理演示實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新研究

（一）物理教學(xué)信息化

信息化教學(xué)已經(jīng)是教學(xué)的趨勢(shì)，物理演示實(shí)也要將信息技術(shù)充分地利用到教學(xué)過(guò)程中。物理教師通過(guò)查找網(wǎng)絡(luò)教案資源，并加以創(chuàng)建立演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案，同時(shí)將信息技術(shù)融入實(shí)驗(yàn)過(guò)程中。如利用3D動(dòng)畫(huà)技術(shù)進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，相對(duì)于傳統(tǒng)幻燈片的播放，3D視頻可以從各個(gè)視角分析講解實(shí)驗(yàn)過(guò)程，學(xué)生對(duì)演示實(shí)驗(yàn)有更立體的理解。

（二）注重實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

物理教師課前通過(guò)設(shè)計(jì)教案深入了解實(shí)驗(yàn)課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，根據(jù)學(xué)生物理基礎(chǔ)靈活選擇適合學(xué)生的物理內(nèi)容，再選取實(shí)驗(yàn)需要的器材設(shè)計(jì)物理演示實(shí)驗(yàn)。學(xué)生通過(guò)實(shí)踐操作學(xué)到物理知識(shí)，老師授課內(nèi)容結(jié)束后，鼓勵(lì)學(xué)生深入創(chuàng)新自主設(shè)計(jì)物理演示實(shí)驗(yàn)鍛煉學(xué)生的物理思維能力。

例如，在影響摩擦力大小因素的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師設(shè)計(jì)教案充分了解實(shí)驗(yàn)，確定通過(guò)測(cè)定滑動(dòng)摩擦力了解影響滑動(dòng)摩擦力的因素。根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案選取長(zhǎng)木板、毛巾、玻璃板、彈簧秤、木塊、砝碼等實(shí)驗(yàn)器材。將木塊分別放在木板、毛巾、玻璃板三種不同物質(zhì)表面上，拉動(dòng)彈簧秤分別記下木塊運(yùn)動(dòng)時(shí)彈簧秤的數(shù)值;三組實(shí)驗(yàn)完成后在木塊上放上砝碼，按照第一組方法進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)并記下彈簧秤數(shù)值。根據(jù)彈簧秤的數(shù)值，分析六個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)照組，確定滑動(dòng)摩擦力的相互關(guān)系。最后得出影響滑動(dòng)摩擦力因素是接觸面粗糙程度和物體所受壓力，接觸面相同時(shí)，所受壓力越大滑動(dòng)摩擦力越大;物體所受壓力相同時(shí)，接觸面越粗糙滑動(dòng)摩擦力越大。

（三）提高課堂氛圍

演示實(shí)驗(yàn)中尤其要注意課堂氛圍，以及如何激發(fā)學(xué)生興趣讓學(xué)生學(xué)好物理。通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)，加深對(duì)知識(shí)的理解并熟練地掌握。中學(xué)生在觀察事物時(shí)大多觀察不夠細(xì)致，通過(guò)老師的引導(dǎo)，讓學(xué)生透過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象看本質(zhì)，探索實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中蘊(yùn)含的物理知識(shí)，讓學(xué)生多層次更深入的了解物理現(xiàn)象。

例如在學(xué)習(xí)氣壓章節(jié)時(shí)，通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)小實(shí)驗(yàn)引起學(xué)生好奇，由實(shí)驗(yàn)引申至授課內(nèi)容，讓學(xué)生對(duì)壓強(qiáng)學(xué)習(xí)更感興趣。在課堂開(kāi)始前，教師向?qū)W生提問(wèn)，如何將雞蛋放入一個(gè)瓶口比雞蛋小的瓶子內(nèi)，讓學(xué)生集思廣益，互相討論。學(xué)生經(jīng)過(guò)討論發(fā)表見(jiàn)解后，老師再演示如何把雞蛋塞入瓶?jī)?nèi)。在瓶?jī)?nèi)放入一個(gè)燃燒的棉球，等棉球快要熄滅時(shí)，將雞蛋放在瓶口，雞蛋被慢慢吸入瓶?jī)?nèi)。演示實(shí)驗(yàn)成功過(guò)后，讓學(xué)生討論其中的原因，通過(guò)教師的講解讓學(xué)生明白，棉球燃燒會(huì)消耗氧氣，瓶?jī)?nèi)的氧氣被消耗時(shí)瓶?jī)?nèi)氣壓小于外面的氣壓，由于壓力差產(chǎn)生的力將雞蛋吸入瓶?jī)?nèi)。通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)，教師順其自然的引入教學(xué)內(nèi)容。

（四）物理演示實(shí)驗(yàn)以學(xué)生為主導(dǎo)

物理實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生實(shí)踐操作，如果在實(shí)驗(yàn)中以教師演示為主，學(xué)生只是觀察記錄沒(méi)有深層次地對(duì)演示實(shí)驗(yàn)理解，實(shí)驗(yàn)收效小之又小。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)該讓學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)踐，通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，才能達(dá)到演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目的。教師實(shí)驗(yàn)方案結(jié)束后，學(xué)生可以自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，設(shè)立實(shí)驗(yàn)對(duì)照組，教師選取其中成熟度高的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行演示，讓學(xué)生分析評(píng)估實(shí)驗(yàn)方法，比較老師和學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降漠愅箤W(xué)生能理解并且掌握物理知識(shí)點(diǎn)。這種課堂模式，改變傳統(tǒng)教師演示學(xué)生觀看的教學(xué)模式，讓學(xué)生自主思考、親身實(shí)踐在實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮主導(dǎo)作用，提高學(xué)生自主思考和獨(dú)立創(chuàng)新的能力，提高學(xué)生的核心素質(zhì)。

例如在探究物體浮沉條件的實(shí)驗(yàn)中，教學(xué)開(kāi)始前讓學(xué)生自主討論影響物體浮沉的條件。教師準(zhǔn)備一個(gè)小鐵塊和一個(gè)小木塊，將小鐵塊和小木塊同時(shí)放入水中，木塊浮在水面，鐵塊沉入水底，此時(shí)讓學(xué)生討論分析影響物體浮沉的條件是什么，如果學(xué)生得出的答案是密度可以影響物體浮沉，教師再指導(dǎo)學(xué)生做牙膏皮實(shí)驗(yàn)，將牙膏皮揉成一團(tuán)放入水中，牙膏皮沉入水底，教師向?qū)W生提問(wèn)讓牙膏皮漂浮在水面的方法，在學(xué)生思考后，將牙膏皮取出還原平整，在注入空氣后，牙膏皮便漂浮在水面，牙膏皮充滿空氣和牙膏皮揉成一團(tuán)密度并沒(méi)有發(fā)生變化，說(shuō)明影響物體浮沉的條件是物體所受的浮力的大小而不是物質(zhì)的密度。通過(guò)這個(gè)例子可以看出，在演示實(shí)驗(yàn)中老師更多的是起到拋磚引玉的作用，需要學(xué)生更多地參與實(shí)踐和自主思考，這樣才能培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力。

（五）教學(xué)方式創(chuàng)新

物理演示時(shí)最主要的特點(diǎn)就是探究性，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生物理的學(xué)習(xí)信心。因此教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要敢于創(chuàng)新應(yīng)用，采用多種教學(xué)方式開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作。例如利用信息技術(shù)開(kāi)展虛擬實(shí)驗(yàn)，將抽象的物理概念變?yōu)閷W(xué)生可以直接感知的圖像或者視頻，提高學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的領(lǐng)悟能力，為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)提供幫助。

（六）學(xué)校加大對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的投入

為了使學(xué)生更好地學(xué)習(xí)物理、參與演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)校應(yīng)該加大對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的投入，更新物理實(shí)驗(yàn)器材和設(shè)備，為物理實(shí)驗(yàn)打好基礎(chǔ)。同時(shí)學(xué)校組織物理教師參與教學(xué)培訓(xùn)，學(xué)習(xí)最新的教育理念以及教育方法，老師通過(guò)培訓(xùn)學(xué)習(xí)增強(qiáng)教學(xué)水平，在物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作開(kāi)展過(guò)程中，敢于對(duì)教育方法創(chuàng)新，提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力的同時(shí)提升學(xué)生的核心素質(zhì)。

四、 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，演示實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)至關(guān)重要的一部分，是物理實(shí)驗(yàn)必不可少的環(huán)節(jié)。學(xué)校應(yīng)該加大對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的投入，購(gòu)買(mǎi)新型的設(shè)備和實(shí)驗(yàn)器材讓初中物理教師在教學(xué)中能得心應(yīng)手。教師在教學(xué)過(guò)程利用信息技術(shù)提升教學(xué)內(nèi)容，對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行創(chuàng)新，以學(xué)生為主導(dǎo)，讓學(xué)生更多地參與到實(shí)驗(yàn)實(shí)踐中，全面培養(yǎng)學(xué)生的自主思考能力、對(duì)事物的理解能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，提高學(xué)生的核心素質(zhì)。

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作者簡(jiǎn)介：

馬俊福，甘肅省蘭州市，甘肅省蘭州市榆中縣銀山中學(xué)。